Název studijního programu: Technika a technologie v dopravě a spojích
Kód studijního programu: B 3710
Typ studijního programu: bakalářské

Ústav: Ústav mechaniky a materiálů - 16118 (K618)
Vedoucí projektu: doc. Ing. Jitka Jírová, CSc., doc. Ing. Michal Micka, CSc., Ing. Jan Vyčichl, Ph.D., MUDr. Michaela Vyšatová

Při poranění například během dopravních nehody nebo onemocněních dochází k poškozování svalově kosterního systému. V rámci projektu jsou navrhovány metody napomáhající těmto následkům předcházet nebo následky odstraňovat a urychlit obnovení normální aktivity člověka. Jsou zdokonalovány snímkovací a rekonstrukční metody, testovány biologické materiály, navrhovány implantáty a rozvíjeny terapeutické metody.

Vhodným nástrojem k řešení biomechanických problémů jako například analýza příčin a následků onemocnění, případně léčby, je hybridní metoda, kombinující numerické simulace s experimenty. S využitím nejmodernějších snímkovacích technologií není nutné neomezovat se pouze na makroskopický pohled na celý problém, ale je též možné věnovat se změnám odehrávajících se v mikrostruktuře.

Detailní počítačové modely umožňující simulaci chování orgánů při běžných aktivitách i při extrémních zatíženích jsou vytvořeny na základě radiologických vyšetření. Tyto modely jsou také vhodné pro analýzu interakce orgánů s implantáty a dlahami z hlediska mechaniky. Na základě výsledků analýz je provedena optimalizace náhrad a fixačních pomůcek tak, aby se pooperační stav co nejvíce blížil přirozenému fyziologickému stavu.

Znalost vlastností zkoumaných materiálů má zásadní vliv na výsledky celé analýzy. Jsou prováděny mnohé materiálové testy, počínaje pádovými zkouškami ochranných přileb přes tahové, tlakové a ohybové zkoušky s využitím tenzometrie, optických a radiologických metod až po zjišťování mikromechanických vlastností pomocí nanoindentace. Příprava a testování vzorků probíhá v Laboratoři experimentální mechaniky K618 na Florenci nebo na specializovaných pracovištích.

V souvislosti s prováděnými experimenty jsou vyvíjeny testovací pomůcky a měřící zařízení, například unikátní kompaktní jednoosé zatěžovací zařízení (zvané šelmostroj) používané při mikrotomografickém snímání tlakové zkoušky. Důležitou součástí měření je zpracování a vyhodnocení dat. K tomuto účelu jsou používány také některé vlastní aplikace.

Studenti pracující na projektu

Konkrétní řešené problémy

• Tvorba geometrických modelů lidských orgánů pro metodu konečných prvků pomocí ploch s aplikací napětové analýzy lidského femuru
• Materiálové vlastnosti trabekulární kosti - aplikace pro MKP modely
• Studie odezvy lidského mozku při zatížení rotačním zrychlením v sagitální rovině
• Analýza terapie zlomeniny pomocí vnitřní osteosyntézy

Související povinně volitelné předměty

• Anatomie, mobilita a bezpečnost člověka (18Y1AM)
• Experimentální metody mechaniky (18Y1EM)